Законы сохранения в физике. Сохранение импульса, момент импульса. Энергия в механике

Закон сохранения механической энергии: в системе тел, между кот действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т. е. не изменяется со временем. Могут происходить лишь превращения кинетической энергии в потенциальную и обратно в эквивалентных количествах, так что полная энергия остается неизменной. Закон со­хранения и превращения энергии — фундаментальный закон природы, он справедлив как для систем макроскопических тел, так и для систем микротел. Т.еэнергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь превращается из одного вида в другой. В этом и заключает­ся физическая сущность закона сохранения и превращения энергии.Векторная величина p=mv,численно равная произведению массы ма­териальной точки на ее скорость и име­ющая направление скорости, называется импульсом (количеством движения) этой мат точки. Закон сохранения импульса: импульс замкнутой системы мат точек остается постоянным, т. е. не изменяется с течением времени. Моментом импульса относительно не­подвижной оси z называется скалярная величина L_z, равная проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки О дан­ной оси. L_iz = т_iv_ir_{i .} Момент импульса твердого тела отно­сительно оси есть сумма моментов импуль­са отдельных частиц:

 

Таким образом, момент импульса твердого тела относительно оси равен произведе­нию момента инерции тела относительно той же оси на угловую скорость. Энергия — универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. С различными формами движения мате­рии связывают различные формы энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, ядерная и др. В одних явлениях форма движения материи не изменяется (например, горячее тело нагревает холод­ное), в других — переходит в иную форму (например, в результате трения механическое движение превращается в тепло­вое). Однако существенно, что во всех случаях энергия, отданная (в той или иной форме) одним телом другому телу, равна энергии, полученной последним телом.

Работа. Мощность. Энергия

Механическая работа -это физ величина, являющаяся кол-ннойхар-кой действиясилы F на процесс γ(t), зависящая от численной величины и направления силы и от перемещения точки ее приложения. Единицей измерения работы в СИ является Джоуль. dA=Fds(ds-перемещение частицы за время dt)

Мощность — работа, совершаемая в единицу времени. (P=A/t). Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело: P=F*v*cosL.(α — угол между вектором скорости и силы). В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.

Энергия — скалярнаяфиз величина, являющаяся единой мерой различных форм движенияматерии и мерой перехода движения материи из одних форм в др. Внутренней энергией какого-либо тела называется энергия этого тела за вычетом кинетич энергии тела как целого и потенциальной энергии тела во внешнем поле сил. Энергия вращательного движения — энергия тела, связанное с его вращением. Основные кинематические характеристики вращательного движения тела — его угловая скорость (ω) и угловое ускорение. Основные динамические характеристики вращательного движения — момент импульса относительно оси вращения z и кинетическая энергия. Кинети́ческаяэне́ргия(T=mv^2/2) — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Единица измерения в системе СИ — Джоуль. Потенциальная энергия — скалярнаяфиз величина, хар-щая способность некоего тела (или мат точки) совершать работу за счет его нахождения в поле действия сил. U = mgh. Кинетическая энергия характеризуется скоростью; потенциальная — взаиморасположением тел. Величину, равную сумме кинетич и потенциальн энергий, называют полной мех энергией. E=T+U. Энергия покоя представляет собой внутр энергию частицы, не связанну с движением частицы как целого. E₀=mc².